Что вы имеете в виду под Heartbeat?
Сердцебиение человека - это звук клапанов в его / ее сердце, сжимающихся или расширяющихся, когда они перемещают кровь из одной области в другую. Число ударов сердца в минуту (ударов в минуту) - это частота сердечных сокращений, а удары сердца, которые можно почувствовать в любой артерии, расположенной близко к коже, - это пульс.
Два способа измерить сердцебиение
- Ручной способ : Сердцебиение можно проверить вручную, проверив пульс в двух местах: на запястье ( радиальный пресс ) и шея ( сонная артерия ). Процедура заключается в том, чтобы положить два пальца (указательный и средний) на запястье (или шею ниже дыхательного горла) и подсчитать количество импульсов в течение 30 секунд, а затем умножить это число на 2, чтобы получить частоту сердечных сокращений. Однако давление должно быть минимальным, а также двигать пальцами вверх и вниз, пока не будет ощущаться пульс.
- С помощью датчика : Сердцебиение можно измерить на основе изменения оптической силы, поскольку свет рассеивается или поглощается во время прохождения через кровь при изменении сердцебиения.
Принцип датчика сердцебиения
Датчик сердцебиения основан на принципе фотоплетизмографии. Он измеряет изменение объема крови через любой орган тела, которое вызывает изменение интенсивности света через этот орган (бессосудистую область). В случае приложений, где сердце необходимо контролировать частоту пульса , синхронизация импульсов более важна. Объем кровотока определяется частотой сердечных импульсов, и поскольку свет поглощается кровью, импульсы сигнала эквивалентны импульсам сердечных сокращений.
Есть два типа фотоплетизмографии:
Передача инфекции : Свет, излучаемый светоизлучающим устройством, проходит через любую сосудистую область тела, например мочку уха, и принимается детектором.
Отражение : Свет, излучаемый светоизлучающим устройством, отражается областями.
Работа датчика сердцебиения
Работа датчика сердцебиенияБазовый датчик сердцебиения состоит из светоизлучающего диода и детектора, такого как светочувствительный резистор или фотодиод. Импульсы сердцебиения вызывают изменение потока крови к различным областям тела. Когда ткань освещается источником света, то есть светом, излучаемым светодиодом, он либо отражает (ткань пальца), либо передает свет (мочка уха). Часть света поглощается кровью, а прошедший или отраженный свет воспринимается детектором света. Количество поглощенного света зависит от объема крови в этой ткани. Выходной сигнал детектора представляет собой электрический сигнал, пропорциональный частоте сердечных сокращений.
Этот сигнал представляет собой сигнал постоянного тока, относящийся к тканям и объему крови, а компонент переменного тока, синхронный с сердцебиением и вызванный пульсирующими изменениями объема артериальной крови, накладывается на сигнал постоянного тока. Таким образом, основное требование - изолировать этот компонент переменного тока, поскольку он имеет первостепенное значение.
Для решения задачи получения сигнала переменного тока выходной сигнал детектора сначала фильтруется с использованием двухкаскадной схемы HP-LP, а затем преобразуется в цифровые импульсы с использованием схемы компаратора или простого АЦП. Цифровые импульсы подаются на микроконтроллер для расчета частоты сердечных сокращений, определяемой по формуле:
BPM (ударов в минуту) = 60 * f
Где f - частота импульсов
Практичный датчик сердцебиения
Примеры практических датчиков сердцебиения: Датчик сердечного ритма (Изделие № PC-3147). Он состоит из инфракрасного светодиода и LDR, встроенных в структуру в виде зажима. Зажим прикрепляется к органу (мочке уха или пальцу) детекторной частью на плоти.
Другой пример TCRT1000 , имеющий 4 контакта
Контакт 1: для подачи напряжения питания на светодиод
Контакты 2 и 3 заземлены. Контакт 4 - это выход. Контакт 1 также является разрешающим контактом, и его высокое нажатие включает светодиод, и датчик начинает работать. Он встроен в носимое устройство, которое можно носить на запястье и на выходе. можно отправить по беспроводной сети (через Bluetooth) на компьютер для обработки.
Приложение для разработки вашей системы датчика сердцебиения
Приложение для разработки вашей системы датчика сердцебиенияБазовая система датчика сердцебиения также может быть построена с использованием основных компонентов, таких как LDR, компаратор IC LM358 и микроконтроллер, как указано ниже.
Как описано выше в отношении принципа действия датчика сердцебиения, когда ткань пальца или ткань мочки уха освещается с помощью источника света, свет передается после модуляции, т.е. часть поглощается кровью, а остальная часть передается. Этот модулированный свет принимается детектором света.
Здесь светозависимый резистор (LDR) используется в качестве детектора света. Принцип его работы заключается в том, что когда на резистор падает свет, его сопротивление изменяется. По мере увеличения интенсивности света сопротивление уменьшается. Таким образом, падение напряжения на резисторе уменьшается.
Здесь используется компаратор, который сравнивает выходное напряжение LDR с пороговым напряжением. Пороговое напряжение - это падение напряжения на LDR, когда свет фиксированной интенсивности от источника света падает прямо на него. Инвертирующий вывод компаратора LM358 подключен к устройству делителя потенциала, который установлен на пороговое напряжение, а неинвертирующий вывод подключен к LDR. Когда человеческая ткань освещается с помощью источника света, интенсивность света уменьшается. Когда эта уменьшенная интенсивность света падает на LDR, сопротивление увеличивается, и в результате падения напряжения увеличивается. Когда падение напряжения на LDR или на неинвертирующем входе превышает падение напряжения на инвертирующем входе, на выходе компаратора вырабатывается высокий логический сигнал, а в случае меньшего падения напряжения создается низкий логический выход. Таким образом, на выходе получается серия импульсов. Эти импульсы могут подаваться на микроконтроллер, который соответственно обрабатывает информацию, чтобы получить частоту сердечных сокращений, и она отображается на дисплее, сопряженном с микроконтроллером.
